107年:視覺光學(1)

空氣中,一個光點位在 +10.00DS/-4.00DC ×180透鏡前 20 cm處,試問其最小模糊圈位於透鏡後幾 cm處?

A10 cm
B16.67 cm
C23.43 cm
D33.33 cm

詳細解析

本題觀念:

散光透鏡(toric lens)產生的斯特姆錐體(conoid of Sturm)包含兩條主焦線,最小模糊圈(circle of least confusion, CLC) 位於兩焦線的屈光力中點。其位置以球鏡等效度(spherical equivalent, SE) 作為等效球鏡,結合物的入射 vergence 計算。

選項分析

透鏡:+10.00DS / -4.00DC × 180;物在透鏡前 20 cm

Step 1:確認兩主子午線屈光力

柱鏡軸度 × 180°(水平方向)→ 無柱鏡屈光力(只有球鏡): F180°=+10.00 DF_{180°} = +10.00 \text{ D}

垂直於軸度方向(90°)→ 球鏡 + 柱鏡: F90°=+10.00+(4.00)=+6.00 DF_{90°} = +10.00 + (-4.00) = +6.00 \text{ D}

Step 2:計算球鏡等效度(SE)

SE=DS+DC2=+10.00+4.002=+10.002.00=+8.00 D\text{SE} = \text{DS} + \frac{\text{DC}}{2} = +10.00 + \frac{-4.00}{2} = +10.00 - 2.00 = +8.00 \text{ D}

Step 3:計算物的入射 vergence

物在透鏡前 20 cm = 0.20 m(發散光,取負值):

...(解析預覽)...